崁入式系統

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[不指定 2011/05/20 16:26 | by henry ]

崁入式系統是一種結合軟體和硬體的技術,崁入式系統分別有Linux、Windows CE、Google開發的系統。崁入式系統大部分用在伺服器,優點是整合企業所需之功能且操作簡便、價格低、體積小等方便性,特別適合中小企業及SOHO族。

崁入式系統的產品有很多,例如: 電信交換機(如,PBX)、PDA(如,WindowsCE)、手機(如,Google的Andorid)、RFID、伺服器(如,Linux級伺服器)、自動化設備(如,捷運出入口匣門)。近年來崁入式系統(Embedded system)的應用越來越廣泛,崁入式系統應用於PDA,PDA 的作業系統目前在市場上最普遍的是Palm 架構及Win CE 架構,另外Linux 的開發業者亦積極地將其作業系統導入PDA。

崁入式系統的發展:

‧自動櫃員機(ATM)

‧航空電子,例如慣性導航系統、飛行控制硬體和軟體以及其他飛機和飛彈中的整合系統

‧手提電話和電信交換

‧電腦網路裝置,包括路由器、時間伺服器和防火牆

‧印表機、複印機

‧磁碟機(軟碟驅動器和硬碟機)

‧汽車發動機控制器和防鎖死煞車系統

‧家庭自動化產品,如恆溫器、冷氣機、洒水裝置和安全監視系統

‧手持計算器

‧家用電器,包括微波爐、洗衣機、電視機、DVD播放器和錄製器

‧醫療裝置

‧測試裝置,如數位存儲示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀

‧多功能手錶

‧多媒體電器:網際網路無線接收機、電視機頂盒、數位衛星接收器

‧多功能印表機(MFPs)

‧個人數位助理(PDA),也就是帶有個人資訊管理和其他應用程式的小型手持電腦

‧帶有其他能力行動電話,如帶有蜂窩電話、PDA和Java的移動數位助理(MIDP)

‧用於工業自動化和監測的可編程邏輯控制器(PLCs)

‧固定遊戲機和攜帶型遊戲機

‧可穿戴電腦

 1. 歷史:第一個被大家認可的現代嵌入式系統是麻省理工學院儀器研究室的查爾斯·斯塔克·德雷珀開發的阿波羅導航電腦。在兩次月球飛行中他

們在太空駕駛艙和月球登陸艙都是用了這種慣性制導系統。

在計劃剛開始的時候,阿波羅導航電腦被認為是阿波羅計劃風險最大的部分。為了減小尺寸和重量而使用的當時最新的單片積體電路加大了這種風險。

第一款大批量生產的嵌入式系統是1961年發布的民兵I飛彈上的D-17自動導航控制電腦。它是由獨立的電晶體邏輯電路建造的,它帶有一個作為主記憶體的硬碟。當民兵II飛彈在1966年開始生產的時候,D-17由第一次使用大量積體電路的更新電腦所替代。這個專案自己就將方塊與非門積體電路的價格從每個1000美元降到了每個3美元,使得積體電路的商業應用稱為可能。

民兵電腦至關重要的設計特性是它的制導演算法能夠在專案後期重新編程以獲得更高的飛彈精度,並且電腦能夠測試飛彈,從而節省電纜和接頭的重量。

由於這些二十世紀六十年代的對於價格沒有要求的早期應用,嵌入式系統的價格開始下降,同時處理能力和功能也獲得了巨大的增長。這個趨勢就是摩爾定律。

第一款微處理機是英特爾4004,它在計算器和其他小型系統中找到了用武之地。但是,它仍然需要外部的記憶體晶片和其他的外部支援邏輯電路。更加強大的微處理機,如英特爾8080被開發出來用於軍事專案和其他用途。

到了二十世紀七十年代末期,8位元微處理機已經變得普通,但是它們通常需要外部記憶體晶片和解碼輸入輸出的邏輯電路。然而,價格在快速下降,更多的應用領域採用小型的嵌入式系統取代當時常見的專門邏輯設計。一些容易見到的應用是儀器和昂貴的裝置。

到了二十世紀八十年代中期,許多以前是外部系統的元件被整合到同一個處理機晶片中。這樣的結果就是嵌入式系統尺寸和成本的大幅下降。這樣的積體電路稱為微控制器而不是微處理機,嵌入式系統的大規模應用成為可能。

隨著微控制器的價格已經跌落到低於工程師一個小時的工資,嵌入式系統數量和不同廠商提供的嵌入式系統配件數量出現了大爆發。例如,許多新的特殊功能的積體電路開始使用較少插針的串列編程介面而不是傳統的并行介面來來連結微控制器。I2C也在這個時候出現。

隨著微控制器的價格跌落到1美元以下,使用小型微控制器控制的數位電路取代如分壓計和可變電容這樣的昂貴類比元件成為可能。

到了八十年代末期,嵌入式系統已經出現在幾乎所有的電子裝置中,這個趨勢依然在繼續。

2. 發展:

而崁入式系統大部分用在伺服器,優點是整合企業所需之功能且操作簡便、價格低、體積小等方便性,特別適合中小企業及SOHO 族。但我也大略聽過其他方面的崁入式平台,我同學是高速網路實驗室,他甄試研究所的專題就是在崁入式平台方面。我看到他有用一個實驗性的板子,上面有完整的系統晶片,譬如RAM,ROM,ALU,flash...等,他會先把Linux灌在裡面,接下來就用C語言設計他想要的功能,最常見的就是設計些TCP/IP的應用層程式,還寫過網卡的驅動程式,還看過他寫遠端操作列印機等周邊,都透過它的那塊板子。

因為主要集中在無線網路,所以我看到他展示給我看的是: 板子接螢幕還有一些週邊,電腦用無線網路和板子取得連接,連線後展示本機電腦的畫面,並且可以藉由電腦操作印表機印出東西。以上除了基本硬體是用買的(實驗室供應),其它軟體,除了OS不是自己設計的,剩的都是由我同學撰寫。

所以崁入式系統設計,我想很大略很大略的說,可以用C語言撰寫,但是JAVA出現後,很多人會採用JAVA寫,因為JAVA具有跨平台的優勢。

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